Claims (19)
1. Способ синтеза углеводородов в трехфазном реакторе, включающий следующие стадии:1. The method of synthesis of hydrocarbons in a three-phase reactor, comprising the following stages:
(i) введение синтез-газа в реактор;(i) introducing synthesis gas into the reactor;
(ii) приведение в контакт синтез-газа с катализатором Фишера-Тропша; и(ii) contacting the synthesis gas with a Fischer-Tropsch catalyst; and
(iii) удаление продуктов из реактора,(iii) removing products from the reactor,
где стадия (i) включает введение части или всего синтез-газа в реактор в или вблизи к нижней части реактора; и стадия (ii) включает контактирование реагентов синтез-газа с каталитической структурой неподвижной внутри реактора, где каталитическая структура включает один или более пористых каталитических элементов, закрепляемых внутри реактора, каждый из указанных пористых каталитических элементов имеет размер, по крайней мере, 1 см3, предпочтительно 10 см3, и где объем пор внутри каждого пористого каталитического элемента составляет, по крайней мере, 60% по сравнению с объемом пористых каталитических элементов и каждый пористый каталитический элемент включает материал катализатора Фишера-Тропша, в котором указанный пористый элемент или каждый пористый элемент катализатора выполнен в форме сетки, губки, конструкция из фольги или тканого мата.where stage (i) comprises introducing part or all of the synthesis gas into the reactor in or near the bottom of the reactor; and step (ii) comprises contacting the synthesis gas reagents with a catalytic structure stationary inside the reactor, where the catalytic structure includes one or more porous catalytic elements fixed inside the reactor, each of these porous catalytic elements has a size of at least 1 cm 3 , preferably 10 cm 3, and wherein the pore volume within each porous catalyst element is at least 60% compared to the volume of the porous catalyst element and each porous catalyst e ement material comprises a Fischer-Tropsch catalyst wherein said porous element or each porous catalyst element is in the form of a grid, sponge, foil construct or woven mat.
2. Способ по п.1, в котором указанный пористый элемент или каждый пористый каталитический элемент выполнен из материала, выбираемого из группы, состоящей из жаропрочных оксидов, металлов или их смесей, предпочтительно указанный пористый элемент или каждый пористый каталитический элемент выполнен из жаропрочных оксидов, выбираемых из группы, состоящей из диоксид титана, кварца, диоксида циркония, кремнезема или их смесей или указанный каталитический элемент или каждый каталитический элемент выполнен из металла, например нержавеющей стали, железа или меди.2. The method according to claim 1, wherein said porous element or each porous catalyst element is made of a material selected from the group consisting of heat-resistant oxides, metals or mixtures thereof, preferably said porous element or each porous catalytic element is made of heat-resistant oxides, selected from the group consisting of titanium dioxide, quartz, zirconia, silica or mixtures thereof, or said catalytic element or each catalytic element is made of metal, for example stainless steel Iron or copper.
3. Способ по п.1, в котором используют множество пористых каталитических элементов, в которых пористость между пористыми каталитическими элементами внутри структуры катализатора меньше, чем 30 об.% структуры, предпочтительно, в котором пористость между пористыми каталитическими элементами меньше, чем 20 об.%, более предпочтительно менее чем 10 об.%.3. The method according to claim 1, wherein a plurality of porous catalyst elements are used in which the porosity between the porous catalyst elements within the catalyst structure is less than 30 vol% of the structure, preferably in which the porosity between the porous catalyst elements is less than 20 vol%. %, more preferably less than 10 vol.%.
4. Способ по п.1, в котором объем пор внутри каждого пористого каталитического элемента составляет, по крайней мере, 70%, предпочтительно, по крайней мере, 75%.4. The method according to claim 1, in which the pore volume inside each porous catalyst element is at least 70%, preferably at least 75%.
5. Способ по п.1, в котором удельная поверхность каждого пористого каталитического элемента находится в пределах между от 200 до 20000 м2 на м3 по отношению к объему пористого каталитического элемента, предпочтительно удельная внешняя поверхностная каждого пористого каталитического элемента составляет от 300 до 15000 м2 нам3.5. The method according to claim 1, in which the specific surface of each porous catalyst element is in the range between 200 to 20,000 m 2 per m 3 relative to the volume of the porous catalyst element, preferably the specific external surface of each porous catalyst element is from 300 to 15000 m 2 us 3 .
6. Способ по п.2, в котором материал катализатора Фишера-Тропша применяют в виде слоя на указанном пористом каталитическом элементе или каждом пористом каталитическом элементе, предпочтительно в виде слоя со средней толщиной от 1 до 300 мкм, более предпочтительно в виде слоя со средней толщиной от 5 до 200 мкм.6. The method according to claim 2, in which the Fischer-Tropsch catalyst material is applied as a layer on said porous catalyst element or each porous catalyst element, preferably in the form of a layer with an average thickness of from 1 to 300 μm, more preferably in the form of a layer with an average thickness from 5 to 200 microns.
7. Способ по п.1, в котором доля катализатора каждого пористого каталитического элемента составляет, по крайней мере, приблизительно 1 об.% по отношению к объему пористого каталитического элемента, предпочтительно, по крайней мере, приблизительно 4 об.%.7. The method according to claim 1, in which the proportion of catalyst of each porous catalyst element is at least about 1 vol.% With respect to the volume of the porous catalyst element, preferably at least about 4 vol.%.
8. Способ по п.1, в котором активный компонент материала катализатора Фишера-Тропша выбирают из группы, состоящей из кобальта, железа, рутения и их смесей, предпочтительно кобальта.8. The method according to claim 1, wherein the active component of the Fischer-Tropsch catalyst material is selected from the group consisting of cobalt, iron, ruthenium, and mixtures thereof, preferably cobalt.
9. Способ по п.1, в котором стадия (11) дополнительно включает использование промотора, предпочтительно промотора, отобранного из группы, состоящей из циркония, марганца, ванадия, рения, платины, палладия и их смесей, более предпочтительно марганца, ванадия и их смесей.9. The method according to claim 1, in which stage (11) further includes the use of a promoter, preferably a promoter selected from the group consisting of zirconium, manganese, vanadium, rhenium, platinum, palladium and mixtures thereof, more preferably manganese, vanadium and their mixtures.
10. Способ по п.1, в котором материалом катализатора Фишера-Тропша является кобальт в количестве 10-120 кг Со м-3 по отношению к покрытию пористого каталитического элемента, предпочтительно в количестве приблизительно от 20 до приблизительно 90 кг Со м-3.10. The method according to claim 1, in which the material of the Fischer-Tropsch catalyst is cobalt in an amount of 10-120 kg Co m -3 in relation to the coating of the porous catalytic element, preferably in an amount of from about 20 to about 90 kg Co m -3 .
11. Способ по п.1, в котором водород и монооксид углерода служат реагентами, подаваемыми в реактор в мольном отношении в диапазоне от 0,4 до 2,5, предпочтительно от 1,0 до 2,3.11. The method according to claim 1, in which hydrogen and carbon monoxide are reagents supplied to the reactor in a molar ratio in the range from 0.4 to 2.5, preferably from 1.0 to 2.3.
12. Способ по п.1, в котором часовая объемная скорость газа находится в диапазоне от 500 до 20000 нл·ч-1 по отношению к объему пористых каталитических элементов и пространству между ними, предпочтительно в интервале от 700 до 10000 нл·ч-1.12. The method according to claim 1, in which the hourly space velocity of the gas is in the range from 500 to 20,000 nl · h -1 relative to the volume of porous catalyst elements and the space between them, preferably in the range from 700 to 10,000 nl · h -1 .
13. Способ по п.1, в котором поверхностная скорость синтеза-газа находится в диапазоне от 0,5 до 50 см/с, предпочтительно в диапазоне от 5 до 35 см/с, или в котором поверхностную скорость жидкости, включая получаемую жидкость, сохраняют в диапазоне от 0,001 до 4,00 см/с, предпочтительно от 0,005 до 1,0 см/с.13. The method according to claim 1, in which the surface velocity of the synthesis gas is in the range from 0.5 to 50 cm / s, preferably in the range from 5 to 35 cm / s, or in which the surface velocity of the liquid, including the produced liquid, keep in the range from 0.001 to 4.00 cm / s, preferably from 0.005 to 1.0 cm / s.
14. Способ по п.1, в котором синтез Фишера-Тропша проводят при температуре в диапазоне от 125 до 350°С, более предпочтительно от 175 до 275°С и наиболее предпочтительно от 200 до 260°С, и давлении от 5 до 150 бар абс., более предпочтительно от 5 до 80 бар абс.14. The method according to claim 1, in which the Fischer-Tropsch synthesis is carried out at a temperature in the range from 125 to 350 ° C, more preferably from 175 to 275 ° C and most preferably from 200 to 260 ° C, and a pressure of from 5 to 150 bar abs., more preferably 5 to 80 bar abs.
15. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию гидрообработки.15. The method according to claim 1, further comprising a stage of hydroprocessing.
16. Способ по п.1, в котором извилистость поровых каналов каталитического элемента меньше, чем 1,5, предпочтительно меньше, чем 1,3, наиболее предпочтительно меньше, чем 1,2.16. The method according to claim 1, in which the tortuosity of the pore channels of the catalytic element is less than 1.5, preferably less than 1.3, most preferably less than 1.2.
17. Реактор для осуществления способа по любому из пп.1-16, включающий корпус реактора, средства для ввода реагентов в корпус реактора, одну или более каталитических структур, средства охлаждения, и средства удаления продуктов из корпуса реактора; в котором, по крайней мере, одна из каталитических структур включает, по крайней мере, один пористый элемент катализатора, неподвижный относительно корпуса реактора, каждый элемент катализатора имеет размер, по крайней мере, 1 см3, предпочтительно, по крайней мере, 10 см3 и в котором объем пор внутри каждого пористого каталитического элемента составляет, по крайней мере, 60% по отношению к объему пористых каталитических элементов, и каждый пористый каталитический элемент включает материал катализатора Фишера-Тропша.17. A reactor for implementing the method according to any one of claims 1 to 16, comprising a reactor vessel, means for introducing reagents into the reactor vessel, one or more catalytic structures, cooling means, and means for removing products from the reactor vessel; in which at least one of the catalytic structures includes at least one porous catalyst element fixed relative to the reactor vessel, each catalyst element has a size of at least 1 cm 3 , preferably at least 10 cm 3 and in which the pore volume within each porous catalyst element is at least 60% with respect to the volume of porous catalyst elements, and each porous catalyst element includes a Fischer-Tropsch catalyst material.
18. Пористый каталитический элемент пригодный для синтеза углеводорода, включающий материал катализатора Фишера-Тропша, способный к неподвижной установке, размером приблизительно 1 см3, предпочтительно, по крайней мере, 10 см3, в котором элемент выполнен в форме сетки, губки, конструкция из фольги или тканого мата, и в котором объем пор внутри каждого пористого каталитического элемента составляет, по крайней мере, 60% по отношению к объему пористых каталитических элементов, предпочтительно, по крайней мере, 70%, более предпочтительно, по крайней мере, приблизительно 75%.18. A porous catalytic element suitable for hydrocarbon synthesis, comprising a Fischer-Tropsch catalyst material, capable of stationary installation, approximately 1 cm 3 , preferably at least 10 cm 3 in size, in which the element is in the form of a mesh, sponge, structure of foil or woven mat, and in which the pore volume inside each porous catalyst element is at least 60% with respect to the volume of porous catalyst elements, preferably at least 70%, more preferably at the extreme her least, about 75%.
19. Элемент по п.18, в котором удельная поверхность элемента равна удельной поверхности, указанной в п.5.19. The element according to p. 18, in which the specific surface of the element is equal to the specific surface specified in paragraph 5.